西高速铁路在建设期间依据《客运专线无碴轨道铁路工程测量技术暂行规定》建立了较为完整的精密测量控制网体系,其中平面精密控制测量网按分级布设的原则建立了基础平面控制网(以下称为CPⅠ网)、线路平面控制网(以下称为CPⅡ网)和轨道控制网(以下称为CPⅢ网),其中CPⅠ网按原暂规铁路B级(基本等同《高速铁路工程测量规》的二等GPS,以下均称为二等),CPⅡ网按原暂规铁路C级(基本等同《高速铁路工程测量规》的三等GPS,以下均称为三等),CPⅢ平面采用自由测站边角交会法进行施测;线路水准基点控制网布设了深埋水准点和普通水准点,按二等水准测量技术要施,CPⅢ控制网高程按精密水准测量技术要施。
西高速铁路CPⅠ、CPⅡ平面控制网及线路水准基点控制网从建立到静态验交期间共测量4次,其中首次测量在2006年11~12月完成,复测分别在汶川地震前的2008年2~3月、汶川地震后的2008年6月、2009年8月~9月间完成。CPⅢ控制网由施工单位在2008~2009年无砟轨道铺设前建立。 1.CPⅠ、CPⅡ平面控制网及线路水准基点控制网 (1)首次测量
2006年11月,根据西公司安排及施工需要,进行了CPⅠ、CPⅡ网及应急二等高程控制网测量,高程控制网要求水准基点的稳定,一般地区至少需经过一个雨季,冻土地区还需经历一个解冻期,根据西施工情况,很难按这一规定实施,为满足施工需要,按应急的方式进行二等水准测量,即应急二等高程控制网测量桩点采用原定测桩、CPⅠ、CPⅡ桩,测量按二等水准测量技术要求执行。
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其中CPⅠ及CPⅡ桩点全部重新埋设,按网连接或边连接方式构网采用GPS方式施测,其中CPⅠ按铁路二等、CPⅡ按铁路三等GPS测量技术要施。CPⅠ网采用一点一方向平差方法进行约束平差,解决了GPS网因国家三角点不兼容造成的GPS网扭曲的问题,CPⅡ网采用CPⅠ网成果进行二维约束平差。 正式的线路水准基点控制网除部分桩点采用CPⅠ桩点外,另单独埋设了水准点,其中含深埋水准点9个,深埋水准点的埋设深度在20~30米之间。水准点的埋设于2007年4月前完成,在经过一个雨季后于2007年11月进行了施测。
施测按二等水准测量技术要求进行,施测时联测了正式水准点和应急二等水准点,对应急二等水准点的正式成果和应急成果进行了高程成果比较,经评估可以启用正式二等水准测量成果。 (2)2008年震前复测(2008年2月~3月)
由西公司安排,2008年2月~3月对平面及高程控制网进行了复测,对破坏的桩点进行了补桩,并采用与首次测量相同的技术要求进行了测量,复测精度满足原暂规要求,对测量成果文件进行了更新。 (3)2008年震后复测(2008年6月)
2008年5月12日汶川地震后,经西公司安排,为查明地震对西沿线各等级控制桩点稳定性的影响,于6月间进行了平面及高程控制网复测,其中平面控制网的复测由设计单位进行,线路水准基点控制网的复测由施工单位进行,并对测量成果文件进行了更新。
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(4)2009年复测(2009年8月~9月)
在西静态验收期间,进行了平面和高程精测网的第三次复测,对破坏的桩点重新按技术要求进行了埋设,并对全线CPⅠ、CPⅡ和线路水准基点控制网复测,重新提交了补充成果设计文件,保证了测量成果的完整性,为后续运营阶段的维护奠定了基础。 2.轨道控制网(CPⅢ)的施测
轨道控制网的建立由中铁二十三局、中铁一局和中铁十七局在铺设底座板之前完成,成果用于底座板、整体道床施工和轨道精调等工作。全线采用统一的测量标志,采用自动目标识别与照准(ATR)功能的全站仪施测,棱镜采用Sinning专用棱镜。
(二)复测工作容
精密测量控制网是运营阶段沉降变形监测和轨道几何状态检测的基础,要在运营期间保证其高精度和完整性,需要进行定期的维护、复测,运营期间的维护、复测工作包括:
1.CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ、水准基点等各桩点的完整性普查;丢失、破损的予以补埋;CPⅢ标志生锈或破损的重新埋设。其中桥梁段线下加密水准基点按每1000米一个补充埋设(尽量和CPⅠ、CPⅡ桩共用),路基段按每600米一个补充埋设,路基段埋设的加密水准基点和用于监测路基段水平位移监测点共桩;
2.桥梁地段在桥梁防撞墙上布设加密CPⅡ点和加密水准点;
3.CPⅠ网、CPⅡ部分网点、线路水准基点网的复测及加密水准基点、桥上加密CPⅡ点、桥上加密水准点的测量。
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4.CPⅢ平面和高程网的复测。
复测完成以后,CPI控制网为桥上加密CPⅡ网提供起闭的基准,桥上加密CPⅡ网为CPⅢ网提供平面起闭的基准;线路水准基点网为桥上加密水准点和CPⅢ网提供高程基准;CPⅢ平面、高程网为轨道运营维护提供基准。
(三)坐标系统与高程基准
复测采用原设计的工程独立坐标系统及高程基准,工程独立坐标系统采用1980坐标系基本椭球参数,其边长投影在对应的线路设计平均高程面上(轨面高程)投影长度的变形值不大于10mm/km,设计参数见表4-1;高程基准采用1985国家高程基准.
表4-1 坐标系设计参数
中央子午线 110°10″ 109°40″ 109°10″ 108°40″ 抵偿面高(m) 350 350 360 390 高程异常(m) 0 0 0 0 (四)各等级控制网桩橛的普查与埋设 1.控制网桩点的完整性普查
为了使各等级控制网在线路运营、维护期间有效地发挥作用,必须保证控制网的完整性。各等级控制网在西静态验收前进行了完整的复测,并对丢失和破坏的桩点进行了补设,由于很多桩点不在铁路征地围,丢失和破损在所难免,因此在复测开展前,对各等级平面和高程控制网的桩点进行普查,对普查发现损坏或丢失、生锈的桩点根据具体情况分别处理。
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2.控制网桩点补设、埋设原则
CPⅠ原方案按对点布设,其中一点靠近线路,另一点为方位点,当靠近线路的桩点破损或丢失时,重新补设,方位点丢失时,不再补设。
CPⅡ原方案按每600~1000m布设一个, 本次测量时在桥梁的防撞墙和路基的混凝土支撑层上按600~800m布设加密CPⅡ点。
水准基点破损或丢失时,重新补设,并在桥梁段按约间隔1000米左右一个埋设加密水准基点(可以CPⅠ、CPⅡ桩点共用),华山北站和临潼东站路基段按600米左右一个埋设加密水准基点(可以CPⅠ、CPⅡ桩点共用)。
CPⅢ标志破损或丢失,重新补设;标志生锈时,予以处理,锈蚀严重的重新补设。
各等级桩点补设时,为与原点号相区别,编号在原点号后加B;加密CPⅡ点编号为JCPⅡ***(***为3位序号),加密水准点编号为JBM***(***为3位序号),埋设完毕,并制作点之记或点位说明。 3.控制网桩点补设选点及埋石
CPⅠ、CPⅡ及线路水准基点(含加密水准基点)标志均采用直径20mm长30mm的不锈钢材料,下部采用普通倒T字型钢筋焊接而成。其顶部为圆球形并刻0.5mm深的十字分划丝,便于平面点和高程点共用,控制点标志见图4-1a。
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某高速铁路精密测量控制网复测与构筑物变测技术书
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